[发明专利]阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制法

摘要

本发明涉及一种阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制法。合成聚氨酯反应中，将含端羟基的聚丙烯酸酯通过所含端羟基接入聚氨酯分子链并成为聚氨酯分子的侧链，得到化学键结合的复合乳液，其含端羟基的聚丙烯酸酯的侧链有阳离子型亲水基团、非离子链段及较大位阻基团，制备时，用均匀滴加法制备含端羟基的聚丙烯酸酯，再与普通大分子多元醇、异氰酸酯、交联剂、普通扩链剂反应后，中和、乳化得到阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液。制得的复合乳液综合了聚氨酯和聚丙烯酸酯材料的双重优点，特别是具有较优的储存稳定性和耐电解质性能，同时具有较好的耐水性和优异的力学性能，可广泛应用于涂料、油墨和粘合剂等领域。

主权项

1.一种阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液的制法，其特征在于，在合成聚氨酯反应中，将含端羟基的聚丙烯酸酯通过所含端羟基接入聚氨酯分子链并成为聚氨酯分子的侧链，得到聚氨酯和聚丙烯酸酯通过化学键结合的复合乳液，其含端羟基的聚丙烯酸酯的侧链有阳离子型亲水基团、非离子链段及较大位阻基团，具体制备步骤如下：①制备含端羟基的聚丙烯酸酯将全部单体、链转移剂和引发剂的混合物，均匀滴加到溶剂中进行自由基聚合形成的，具体操作如下：在反应容器内，加入20～50wt%的溶剂为底料，在50～130℃下，将10～20wt%含阳离子型亲水基团的乙烯基类单体、14～35wt％含有非离子链段的丙烯酸酯单体、6～25wt%含有较大位阻基团的丙烯酸酯单体、2～15wt％其他含乙烯基结构的单体、0.5～8wt%含巯基二元醇链转移剂及0.05～3wt%引发剂混合并搅拌均匀的混合物，在3～5小时内均匀滴加到反应容器内的溶剂中，滴加结束后在50～130℃下保温3～10小时制得含端羟基的聚丙烯酸酯，上述各原料用量之和为100％，其中，含阳离子型亲水基团的乙烯基类单体为（甲基）丙烯酸二甲氨基乙酯、（甲基）丙烯酸二甲氨基丙酯、（甲基）丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基丙酯、甲基丙烯酸-2-叔丁基氨基乙酯、（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、（甲基）丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的一种或几种；含有较大位阻基团的丙烯酸酯单体为（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸甲基环戊酯、（甲基）丙烯酸环己基酯、（甲基）丙烯酸叔丁基环己基酯、（甲基）丙烯酸三甲环己基酯中的一种或几种；其他含乙烯基结构的单体为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸丙酯、（甲基）丙烯酸己辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、丙烯酸苄酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯中的一种或几种；含巯基二元醇链转移剂为3-巯基-1,2-丙二醇、1,4-二巯基苏糖醇中的一种或几种；引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二环己基甲腈、过氧化氢、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化物中的一种或几种；溶剂为丙酮、丁酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种；含有非离子链段的丙烯酸酯单体具有下述结构：其中R₁为H或CH₃，R₂为甲基或乙基或丁基，n的范围为7～35；②制备阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液在反应容器内，加入10～30wt%步骤①制得的含端羟基的聚丙烯酸酯、2～10wt％普通大分子多元醇和5～20wt％异氰酸酯，混合后在80～90℃下反应2～3h，然后依次加入0.2～4wt%交联剂、0.1～5wt％普通扩链剂、5～20wt％溶剂，在70～80℃下反应2～4h，再加入0.005～0.3wt%催化剂，在60～70℃下反应3～5h后得到聚氨酯预聚物溶液，将反应物移入分散机内，在2000转/分的搅拌速度下，加入1～8wt%中和剂中和，再加入40～70wt%去离子水搅拌分散均匀后，减压蒸馏后除去溶剂，得到阳离子-非离子型水性聚氨酯-聚丙烯酸酯复合乳液,上述各原料用量之和为100％。